1、第9章 计算机网络基础与Internet应用,计算机网络的崛起给人类社会产生了无可估量的影响，改变或正在改变人类的工作与生活方式。Internet发展极其迅速，它不仅是一种通信方式，而且改变着我们的学习、生活和工作方式。,9.1 计算机网络概述 一、计算机网络的发展1计算机网络的定义 所谓计算机网络是指一些互相连接、自治的计算机的集合。 2计算机网络的发展 计算机网络经历了一个从简单到复杂，从面向终端的计算机之间的通信，到计算机与计算机之间的直接通信及开放式标准化网络的演变过程。其发展经历了三个阶段。,面向终端的计算机网络 计算机计算机网络 开放式标准化网络 现代计算机网络 目前计算机网络的发
2、展正处于第四阶段。这一阶段计算机网络发展的特点是：互连、高速、智能与更为广泛的应用。 Internet是覆盖全球的信息基础设施之一，对于用户来说，它像是一个庞大的远程计算机网络。用户可以利用Internet实现全球范围的电子邮件、文件传输、信息查询、语音与图像通信服务等功能。,二、计算机网络的功能 1数据通信 2共享资源 3实现分布式的信息处理 4提高计算机系统的可靠性和可用性 5集中管理 6提高系统的性能价格比，维护方便，扩展灵活 计算机网络可以充分发挥计算机的效能，帮助人们跨越时间和空间的障碍，延伸活动范围，提高工作效率。,三、计算机网络的分类 1局域网 所谓局域网，即LAN，是指在局部地
3、区范围内将计算机、外部设备和通信设备互联在一起的网络系统。2城域网 城域网(MAN，Metropolitan Area Network)，一般来说是将一个城市范围内的计算机互联 。3广域网广域网(WAN，Wide Area Network)也称为远程网，所覆盖的范围比城域网更广，它一般是在不同城市和不同国家之间的LAN或者MAN互联 。,四、计算机网络协议 1协议的组成要素 在通信内容、怎样通信以及何时通信方面，两个对象要遵从相互可以接受的一组约定和规则，这些约定和规则的集合称为协议。协议由语法、语义、定时规则三个要素所组成。2常用协议介绍 TCP/IP (2)NetBEUI协议,五、计算机网
4、络的体系结构 1OSI参考模型 整个OSI参考模型共分7层，从下往上分别是物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层和应用层。当接收数据时，数据自下而上传输；当发送数据时，数据自上而下传输。物理层 (2) 数据链路层 (3) 网络层 (4) 传输层 (5) 会话层 (6) 表示层 (7) 应用层,2Internet的分层结构 Internet是采用基于开放系统的网络参考模型TCP/IP，与OSI参考模型不同，它有4层，应用层、传输层、网络互联层和网络接口层 。网络接口层 网络互联层 传输层应用层,3局域网体系结构 为了使局域网中的数据链路层不致过于复杂，将局域网的数据链路层分为两个子层
5、，即介质访问控制子层(MAC)和逻辑链路控制子层(LLC) 。 1980年2月电子和电气工程师协会(IEEE，Institute of Electrical and Electronics Engineers)成立了局域网标准化委员会，专门进行局域网标准的制定，经过多年的努力，形成了IEEE802标准系列，已经公布的标准如下：,IEEE 802.1：概述、LAN体系结构和网络互连以及网络管理和性能测量IEEE 802.2：逻辑链路控制协议(LLC)IEEE 802.3：带碰撞检测的载波侦听多路访问(CSMA/CD)访问方法及物理层规范IEEE 802.4：令牌总线访问方法及物理层规范(toke
6、n bus)IEEE 802.5：令牌环访问方法及物理层规范(token ring)IEEE 802.6：城域网MAN访问方法及物理层规范IEEE 802.7：宽带网络访问方法及物理层规范IEEE 802.8：光纤网络标准,IEEE 802.9：综合数据/话音LAN标准IEEE 802.10：可互操作的LAN的安全机制IEEE 802.11：无线LAN访问方法及物理层规范IEEE 802.12：100Base-VG ANY LAN高速网络访问方法及物理层规范 IEEE 802.14：电缆电视(Cable-TV） LLC子层与MAC子层的区别在于在LLC子层的上面看不到具体的局域网，也就是说，局
7、域网对LLC子层是透明的，只有到MAC子层才看见所连接局域网采用的是什么标准。,9.2 通信子网和资源子网 一、数据通信的基本概念1数据 数据是任何描述物体、概念、情况、形式的事实、数字、字母和符号。 2信号 信号是数据的具体表示形式。 3数据通信 数据通信就是将数据信息通过适当的传输线路从一台机器传送到另一台机器。,4信道 信道就是信号的传输通路，信道有物理信道和逻辑信道之分。 5带宽 带宽是指信道能传送的信号的频率宽度，也就是可传送信号的最高频率与最低频率之差。 信道的带宽由传输介质、接口部件、传输协议以及传输信息的特性等因素所决定，它在一定程度上体现了信道的传输性能，是衡量传输系统的一个
8、重要指标。,二、 通信子网和资源子网 由通信处理机结点(CCP)和连接它们的物理线路及设备组成了通信子网(Communication Subnet)，通信子网是计算机网的内核，承担着数据的传输、转接和通信处理三方面的工作，包括传输媒质(线路)、数据转接设备和通信处理机及相应的软件。 资源子网的主体是主机(Host)，还包括其它的终端设备，如终端、外设等。,三、通信子网的组织形式 按组织形式，通信子网可分为结合型、专用型和公用型。 四、通信交换技术 按信息交换的形式，通信网可以分为两大类： 电路交换方式(Circuit Switching)； 存储转发方式(Store and Forward S
9、witching)。其中存储转发方式又可按被转接的信息单位分为两种： 报文交换方式(Message Switching)； 报文分组交换方式或包交换方式(Packet Switching)。,五、数据传输介质 传输介质就是通信中实际传送信息的载体，在网络中是连接收发双方的物理通路。 1有线介质 目前常用的有线介质有双绞线电缆、同轴电缆、光缆等。 双绞线,目前在局域网中常见的是五类、超五类或者六类非屏蔽双绞线。双绞线的两端必须都安装RJ-45连接器(俗称水晶头)，以便与网卡、集线器或交换机连接。 (2) 同轴电缆,(3) 光缆2无线介质 无线传输指在空间中采用无线频段、红外线、激光等进行传输。无
10、线传输不受固定位置的限止，可以全方位实现三维立体通信和移动通信。,微波通信 微波通信就是利用地面微波进行通信。 (2)卫星通信 卫星通信就是利用地球同步卫星作为微波中继站，实现远距离通信。,(3) 无线电波和红外通信 无线局域网(如图9-13所示)通常采用无线电波和红外线作为传输介质。采用无线电波的通信，速率可达10Mb/s，传输范围为50km。,3传输介质的特性 传输介质的特性对网络数据通信的质量有很大的影响。 (1) 物理特性 物理特性是指介质的物质构成、几何尺寸、机械性能、温度性能、化学性能和物理性质等。(2) 传输特性 包括衰减特性、频率特性和适用范围等。,(3) 抗干扰性及干扰性 抗
11、干扰性是指介质内传输的信号对外界干扰的承受能力，干扰性是指介质内传输的信号对外界的影响。 (4) 地理范围 根据前三种特性，保证信号在失真允许范围内，所能达到的最大距离。 4几种常用传输介质的性能比较,9.3 计算机网络的组成 计算机网络系统是由网络硬件和网络软件组成的。在网络系统中，硬件的选择对网络起着决定的作用，而网络软件则是挖掘网络潜力的工具。 一、网络硬件网络硬件是计算机网络系统的物质基础。 1网络中的计算机设备 在网络环境中，计算机设备根据其在网络中的服务特性，可分为网络服务器与网络工作站。,2接口设备(1) 网络接口卡 网络接口卡(NIC，Net Interface Card)也称
12、为网卡或网板，是计算机与传输介质进行数据交互的中间部件，通常插入到计算机总线插槽内或某个外部接口的扩展卡上，进行编辑转换和收发信息。,(2) 调制解调器 调制解调器(MODEM)是调制器和解调器的简称，俗称“猫”，是实现计算机通信的外部设备。调制解调器是一种进行数字信号与模拟信号转换的设备。,3互联设备(1) 中继器 中继器(Repeater)是局域网环境下用来延长网络距离的最简单、最廉价的互连设备，工作在OSI的物理层，作用是对传输介质上传输的信号接收后经过放大和整形再发送到其它传输介质上，经过中继器连接的两段电缆上的工作站就像是在一条加长的电缆上工作一样。,(2) 集线器 集线器(Hub)
13、可以说是一种特殊的中继器，区别在于集线器能够提供多端口服务，每个端口连接一条传输介质，也称为多端口中继器。,(3) 网桥 网桥(Bridge)也叫桥接器，是连接两个局域网的一种存储/转发设备，工作在OSI的数据链路层，它能将一个较大的LAN分割为多个子网，或将两个以上的LAN互连为一个逻辑LAN，使LAN上的所有用户都可以访问服务器。 (4) 路由器 路由器(Router)是在网络层提供多个独立的子网间连接服务的一种存储/转发设备。,(5) 网关 网关(Gateway)在互联网络中起到高层协议转换的作用，如Internet上用简单邮件传输协议(SMTP)进行传输电子邮件时，如果与微软的Exch
14、ange进行互通，需要电子邮件网关，Oracle数据库的数据与Sybase数据库的数据进行交换时需要数据库网关。,二、网络软件 为了协调系统资源需要通过软件工具对网络资源进行全面的管理，进行合理的调度和分配，并采取一系列的保密安全措施，防止用户不合理地对数据和信息的访问，防止数据和信息的破坏与丢失，网络软件是实现网络功能不可缺少的软环境。1网络操作系统 网络操作系统是为使网络用户能方便而有效地共享网络资源而提供的各种服务的软件及相关规程的集合。,2网络通信软件与协议软件 网络通信软件支持计算机与相应的网络相连，能够容易地控制自己的应用程序与多个站点进行通信，并对大量的通信数据进行加工和处理。
15、网络协议软件是计算机网络中各部分之间必须遵守的规则的集合。3网络应用软件 网络应用软件是在网络环境下直接面向用户的软件。计算机网络通过网络应用软件为用户提供信息资源的传输和资源共享服务。,三、网络拓扑结构 计算机网络结构通常有星型结构、总线型结构、环型结构、树型结构和网状结构。 1星型结构 2总线结构 3环型结构 4树型结构 5网状结构 在组建局域网时常采用星型、环型、总线型和树型结构。树型和网状结构在广域网中比较常见。但是，在一个实际的网络中，可能是上述几种网络构型的结合。,9.4 局域网 一、局域网概述1局域网定义2局域网的特点 局域网是一种计算机数据通信网络。 局域网覆盖一个较小的地理范
16、围。 在局域网内提供高数据传输速率、低误码率的高质量的数据传输环境。 基本通信机制使用共享介质和交换方式。 价格低廉，结构简单，便于维护，容易实现。,3局域网分类 通常局域网按网络拓扑进行分类。局域网的网络拓扑结构主要分总线、星形与环形结构三种。网络传输介质主要采用双绞线、同轴电缆和光纤等。 二、局域网体系结构 局域网中最有代表的是美国施乐(Xerox)公司研制的以太网(Ethernet)。 局域网连接到物理媒体的具体方法有多种，最常用的标准有10Base5(标准以太网)、10Base2(细缆以太网)。,三、局域网组网示例 1网络规划 2布线 3线缆制作网卡与集线器之间通过RJ-45接口连接双
17、绞线。RJ-45接口包括两个组成部分，即凸头和凹口。双绞线的两头都有RJ-45接口的凸头，一头与集线器上RJ-45接口的凹口相连，另一头插在网卡的RJ-45凹口上。双绞线电缆包括了4对线，通过塑性外套的颜色来区分。T568A的排线顺序为：绿白、绿、橙白、蓝、蓝白、橙、棕白、棕。T568B的排线顺序为：橙白、橙、绿白、蓝、蓝白、绿、棕白、棕。,4安装网卡5标识计算机 6协议设置 7设置网络共享资源 8网络的连通性测试,9.5 Internet技术 Internet把全世界联成一个地球村，世界正为此构筑一个数字地球。 一、Internet概述1国家信息基础设施 国家信息基础设施(National
18、Information Infrastructure，NII)是硬件、软件、技能的综合，即一个由通信网、计算机、信息资源、用户信息设备与人构成互联互通、无所不在的信息网络。,2下一代互联网Internet2 下一代的互联网与第一代互联网的区别在于：更大、更快、更安全、更及时、更方便。 3Internet中国网的基本情况 1994年我国正式进入Internet。通过国内四大骨干网联入国际Internet，实现了和Internet的TCP/IP连接，从而开通了Internet的全功能服务。,二、接入Internet1ISP Internet服务提供商(Internet Service Provid
19、er，ISP)是众多企业和个人用户接入Internet的驿站和桥梁。当计算机连接Internet时，它并不直接连接到Internet，而是采用某种方式与ISP提供的某一台服务器连接起来，通过它再接入Internet。,2Internet接入方式 可以从不同角度来分类Internet接入方式。从通信介质角度来看，有专线接入和拨号接入；按组网架构角度来看，连接方式可分为单机直接连接和局域网连接。 单机连接方式 局域网连接方式,3代理服务器 代理服务器(Proxy Server)是一种软、硬件技术，它是建立在浏览器与Web服务器之间的服务器。代理服务器是接入Internet时非常重要的一项技术。4I
20、nternet宽带接入示例ADSL宽带接入 LAN宽带接入,三、Internet地址 为了实现Internet上计算机之间的通信，每台计算机都必须有一个地址，就像每部电话要有一个电话号码一样，每个地址必须是惟一的。在Internet中有两种主要的地址识别系统，即IP地址和域名系统。 1IP地址 接入到Internet上的每一台计算机都有一个惟一的地址标识，这个地址称为IP地址，用数字表示一台计算机在Internet中的位置。一个IP地址包含32位二进制数，表示时常用十进制标记，按字节分为4段，每段的取值范围为0255，段间用圆点“.”分开,IP地址的分类 Internet管理委员会按网络规模的
21、大小将IP地址划分为A、B、C、D、E五类。(2) 子网掩码 在给网络分配IP地址时，有时为了便于管理和维护，可以将网络分成几个部分，称为子网。 A类网络的缺省子网掩码为255.0.0.0；B类网络的缺省子网掩码为：255.255.0.0；C类网络的缺省子网掩码为255.255.255.0。,(3) 新一代IP地址 Ipv6使地址空间从Ipv4的32位扩展到128位，提供了几乎无限制的公用地址，完全消除了互联网发展的地址壁垒，IPv6可以支持更多的地址层次，更大数量的结点以及更简便的地址自动配置。 2域名系统 为了向用户提供一种直观明了的主机标识符，设计的一种字符型的主机命名机制，这就是域名系
22、统。,3域名服务器 在Internet中，每个域都有各自的域名服务器，由它们负责注册该域内的所有主机，即建立本域中的主机名与IP地址的对照表。当访问一个站点的时候，输入欲访问主机的域名后，由本地机向DNS服务器发出查询指令，DNS服务器首先在其管辖的区域内查找名字，名字找到后把对应的IP地址返回给DNS客户，对于本域内未知的域名则回复没有找到相应域名项信息；而对于不属于本域的域名则转发给上级域名服务器。,4中文域名 2000年11月7日，中国互联网络信息中心(CNNIC)推出并管理“中文.cn”、“.中国”、“.公司”、“.网络”等格式的中文域名。中文域名的长度在30个字符以内，允许使用中文、
23、英文、阿拉伯数字及“-”号等字符；中文通用域名兼容简体与繁体，无需重复注册。,9.6 基于Internet的信息服务 一、WWW浏览1WWW概念 World Wide Web简称WWW或Web，也称万维网。 WWW是以超文本标记语言(Hypertext Markup Language，HTML)与超文本传输协议(Hypertext Transfer Protocol，HTTP)为基础，能够以十分友好的接口提供Internet信息查询服务的浏览系统。,浏览器中所看到的画面叫做网页，也称为Web页，多个相关的Web页合在一起便组成一个Web站点。2URL与HTTP 为了使客户程序能找到位于整个In
24、ternet范围的某个信息资源，WWW系统使用统一资源定位(Uniform Resource Locator，URL)规范。URL由三部分组成：资源类型、存放资源的主机域名和网页文件。,3信息浏览(1) 信息搜索与浏览 浏览器是一种专门用于定位和访问Web信息，获取自己希望得到的资源的导航工具，它是一种交互式的应用程序。目前的WWW浏览主要使用Microsoft公司的Internet Explorer和网景公司的Netscape。 搜索引擎是用来搜索网上的资源，提供所需信息的工具。搜索引擎通过采用分类查询方式或主题查询方式获取特定的信息。,(2) 网页保存 浏览Web上的网页时，可以保存整个W
25、eb页，也可以保存其中的部分文本、图形的内容。此外，也可以将网页上的图形作为计算机墙纸在桌面上显示，或将网页打印出来。 (3) 网络连接方式设置 执行浏览器界面中的“工具|Internet选项”命令，在Internet选项对话框内可对相关项目进行设置。,(4) 屏蔽不良信息 游览器提供了分级审查机制，可以用于显示内容的控制。启用“工具|Internet选项”对话框的“内容”选项上的“分级审查”功能即可。 当浏览器在遇到超出所设定等级的Web页时，将不予显示。,二、FTP与Telnet 文件传输(File Transfer Protocol，文件传输协议，FTP)与远程登录(Telnet，远程联
26、接服务的标准协议)是广域网络中两个广泛应用的领域，它们的功能不是WWW系统所能取代的。1文件传输FTP Internet上的文件传输功能是依靠FTP协议实现的。,为提高从FTP服务器下载文件的速度，可使用FTP下载工具。FTP下载工人可以在网络连接意外中断后，通过断点续传功能继续进行剩余部分的传输。FTP下载工具中较有名的共享软件是CuteFTP，可从很多提供共享软件的站点获得，它的功能强大，支持断点续传、上传、文件拖放等。 当用浏览器支持的FTP功能下载文件时，可使用HTTP的下载工具，例如Netants，这是一款国人开发的下载工具，支持断点续传，非常适合与浏览器配合使用。该软件也是共享软件
27、。,2远程登录Telnet 当用户用Telnet登录进入远程计算机系统时，事实上启动了两个程序，一个叫Telnet客户程序，它运行在本地机上；另一个叫Telnet服务器程序，它运行在要登录的远程计算机上,三、电子邮件1电子邮件概述 Internet上的电子邮件系统的工作过程是一种客户机/服务器模式，它分为邮件服务器端与邮件客户端两部分。 发送邮件服务遵循简单邮件传输协议(Simple Mail Transfer Protocol，SMTP)，所以发送邮件服务又被称为SMTP服务。 客户端通过邮局协议(Post Office Protocol Version 3，POP3)或交互式邮件存取协议(
28、Interactive Mail Access Protocol，IMAP)读取电子信箱内的邮件。,2电子邮件地址 3电子邮件客户端软件 4电子邮件的格式5邮件账号设置四、IP电话 IP电话(Internet Phone)又称网络电话。它是在Internet网上通过TCP/IP协议实时传送语音信息的应用，即分组话音通信。 IP电话的通话有计算机与计算机、计算机与电话机、电话机与电话机之间的三种通话形式。,9.7 信息发布技术 发布信息通常采用的方式是WWW网页方式。一、 基本系统结构1客户机/服务器结构 客户机/服务器(C/S，Client/Sever)工作模式是由客户机、服务器构成的一种网络
29、系统结构，它把应用程序要完成的任务分派到客户机和服务器上共同完成，即一部分运行在用户的计算机(客户机)上，另一部分运行在服务器上。提供资源的为服务器，用户使用资源的计算机叫客户机。,2浏览器/服务器结构 目前信息发布时主要采用B/S(B/S，Browser/Server)结构，即浏览器/服务器结构，是C/S的一种改进结构。在这种结构下，用户界面通过WWW浏览器实现，主要任务在服务器端实现，一部分任务在客户的浏览器上实现。 在B/S结构中，客户端只需运行操作系统和Web浏览器，数据的查询、处理和表示都由服务器完成。所以与C/S结构相比，客户机越来越“瘦”而服务器越来越“胖” 。,二、标记语言1H
30、TML(Hypertext Markup Language，超文本链接标记语言) 超文本标记语言HTML是一种用于建立超文本和超媒体文档的标记语言，是标准通用标记语言SGML(Standard Generalized Markup Language)的一种应用。 (2) DHTML DHTML是HTML技术上的扩展。DHTML(Dynamic HyperText Markup Language)是动态HTML,(3) CSS CSS(Cascading Stylesheets)是层叠样式表，是一种对布局、字体、颜色、背景和其他图文效果实现更加精确控制的技术。 (4) 脚本语言 在HTML中插入
31、的脚本有JavaScript和VBScript两种，它们都是解释性的脚本语言。 2XML XML(eXtensible Markup Language)称为可扩展标记语言，是SGML的一个优化子集。,3VRML VRML(Virtual Reality Modeling Language)是虚拟现实造型语言的简称，是一种面向Web、面向对象的三维造型语言，并且是一种解释性语言。 4WML WML(Wireless Markup Language)是无线标记语言的简称，是WAP规范的一部分，类似于HTML语言。WML语言写出的文件用来在手机等一些无线设备终端上显示。,三、网页编程 使用HTML语
32、言制作的页面主要是静态页面，无法对用户提交的信息作出反映，为了能使客户机与服务器进行数据交互，以前一般采用GGI(Common Gateway Interface -公共网关接口)技术。 目前在制作动态网页方面可以采用的技术主要有ASP(Active Server Pages)、PHP(Hypertext Preprocessor)、JSP(JavaServer Pages),四、信息发布 网页制作完成后，为了让更多的人浏览查看,应该公布于网上。如果是个人用户或小客户，可以在一些门户网站申请主页空间；对于有网络环境和设备的用户，可以设置Web服务器，自己管理和发布网页信息。没有条件的用户可以选择如下几种方式：虚拟主机 主机托管 主机租用,
